zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2024-94-5-58-63zhros-2813Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSФизиологическая оценка устойчивости к жаре и засухе на начальных этапах онтогенеза озимого ячменяPhysiological estimation of heat and drought resistance at the initial stages of winter barley ontogenesishttps://orcid.org/0000-0002-4618-6125ГазеВ. Л.GazeV. L.

младший научный сотрудник лаборатории клеточной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

junior researcher of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

l.fiziologii@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1537-8498ЛобунскаяИ. А.LobunskayaI. A.

младший научный сотрудник лаборатории клеточной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

junior researcher of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

lobunskaya95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6268-7915ЧерпаковаЕ. Ю.CherpakovaE. Yu.

агроном лаборатории клеточной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

agronomist of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

elena123089@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6198-6270ЯновскаяН. В.YanovskayaN. V.

агроном лаборатории клеточной селекции

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

agronomist of the laboratory for cell breeding

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-4371-6848КостылевП. И.KostylevP. I.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства риса

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

Doctor of Agricultural Sciences, professor, main researcher of the laboratory for rice breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-6570-4303ДонцоваА. А.DontsovaA. A.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела селекции и семеноводства ячменя

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for barley breeding and seed production

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok Str., 3; e-mail: vniizk30@mail.ru

doncova601@mail.ruФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation2024121120241655863Copyright © Газе В.Л., Лобунская И.А., Черпакова Е.Ю., Яновская Н.В., Костылев П.И., Донцова А.А., 20242024Газе В.Л., Лобунская И.А., Черпакова Е.Ю., Яновская Н.В., Костылев П.И., Донцова А.А.Gaze V.L., Lobunskaya I.A., Cherpakova E.Y., Yanovskaya N.V., Kostylev P.I., Dontsova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/2813

Засуха и тепловой стресс существенно влияют на рост и продуктивность растений. В естественной среде возникновение этих абиотических стрессов часто происходит одновременно, что усиливает их негативные эффекты. Таким образом, понимание влияния жары и засухи на развитие и продуктивность растений особенно ценно. Культура озимого ячменя по сравнению с другими озимыми колосовыми отличается сравнительно высокой устойчивостью к недостатку влаги в почве и действию относительно высоких температур воздуха. В статье освещены исследования физиологических показателей по устойчивости образцов озимого ячменя к недостатку влаги и действию высоких температур. Результаты лабораторных исследований представлены за 2022–2023 годы. Определение засухоустойчивости и жаростойкости проводили в начальный период развития растений на 100 образцах озимого ячменя местной селекции и коллекции ВИР. Цель наших исследований: определить устойчивость образцов озимого ячменя к высоким температурам и недостатку влаги с помощью комплекса лабораторных методов. Изучалось воздействие раствора сахарозы разной концентрации (8, 12 и 14 атм.) и температуры окружающей среды (52 и 54 °С) по способности прорастания семян в стрессовых условиях. В ходе проведенных опытов установлена лучшая дифференциация значений устойчивости при осмотическом стрессе в 8 атм. и температуре 54 °С. Выделены образцы, сочетающие высокую устойчивость к осмотическому и тепловому стрессу: Степ (211,9 отн. ед.) и HVW 36/72 (157,9 отн. ед.), которые достоверно превысили стандарт Тимофей на 25,3–79,3 отн. ед.

Drought and heat stress have significant effects on plant growth and productivity. In the natural environment, these abiotic stresses often occur simultaneously, which amplifies their negative effects. Therefore, understanding heat and drought influence on plant growth and productivity is particularly valuable. Winter barley, compared to other winter grain crops, is characterized by a relatively high resistance to moisture deficiency in soil and the effect of relatively high air temperatures. The current paper has highlighted the study of physiological indicators of winter barley resistance to moisture deficiency and high temperature effect. There have been presented the results of laboratory study for the period of 2022–2023. Identification of drought and heat resistance was carried out in the initial period of plant development on 100 winter barley samples of local selection and the VIR collection. The purpose of the study was to identify winter barley resistance to high temperatures and moisture deficiency using a set of laboratory methods. There has been studied the effect of sucrose solution of different concentrations (8, 12 and 14 atm.) and ambient temperature (52 and 54 °C) on the ability of seed germination under stress conditions. During the trials, there has been identified the best differentiation of resistance values under osmotic stress (8 atm.) and temperature (-54 °C). There have been identified the samples ‘Step’ (211.9 rel. units) and ‘HVW 36/72’ (157.9 rel. units) combining high resistance to osmotic and thermal stress, which reliably exceeded the values of the standard variety ‘Timofey’ by 25.3–79.3 rel. units.

озимый ячменьсортотносительная засухоустойчивостьосмотический растворатмосферажаростойкостьwinter barleyvarietyrelative drought resistanceosmotic solutionatmosphereheat resistanceReferencesГазе В.Л., Лиховидова В.А., Ионова Е.В. Определение уровня засухоустойчивости образцов озимой мягкой пшеницы прямым и косвенными методами // Зерновое хозяйство России. 2018. № 2(56). С. 25–28.Gaze V.L., Likhovidova V.A., Ionova E.V. Opredelenie urovnya zasukhoustoichivosti obraztsov ozimoi myagkoi pshenitsy pryamym i kosvennymi metodami [Identification of the drought resistance level of winter common wheat samples by direct and indirect methods] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2018. № 2(56). S. 25–28.Газе В.Л., Лобунская И.А., Костылев П.И., Филиппов Е.Г. Оценка засухоустойчивости образцов ярового ячменя в начальный период развития на растворе осмотиков // Зерновое хозяйство России. 2022. Т. 14, № 4. С. 34–38. DOI: 10.31367/2079-8725-2022-82-4-34-38Gaze V.L., Lobunskaya I.A., Kostylev P.I., Filippov E.G. Otsenka zasukhoustoichivosti obraztsov yarovogo yachmenya v nachal'nyi period razvitiya na rastvore osmotikov [Estimation of drought resistance of spring barley samples in the initial period of development on an osmotic solution] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2022. T. 14, № 4. S. 34–38. DOI: 10.31367/2079-8725-2022-82-4-34-38Донцова А.А., Филиппов Е.Г., Донцов Д.П., Терновая Е.А. Производство ячменя в мире и России // Зерновое хозяйство России. 2016. № 6. С. 7–13.Dontsova A.A., Filippov E.G., Dontsov D.P., Ternovaya E.A. Proizvodstvo yachmenya v mire i Rossii [Barley production in the world and in Russia] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2016. № 6. S. 7–13.Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 5-е., перераб. и доп. М.: Альянс, 2014. 351 с.Dospekhov, B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoi obrabotki rezul'tatov issledovanii) [Methodology of a field trial (with the basics of statistical processing of the study results)]. Izd. 5-e., pererab. i dop. M.: Al'yans, 2014. 351 s.Кожушко, Н.Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур. // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: методическое руководство. Л.: ВИР, 1988. С. 10–24.Kozhushko, N.N. Otsenka zasukhoustoichivosti polevykh kul'tur [Diagnostics of plant resistance to stress effects: a methodological recommendation] // Diagnostika ustoichivosti rastenii k stressovym vozdeistviyam: metodicheskoe rukovodstvo. L.: VIR, 1988. S. 10–24.Кокина Л.П., Щенникова И.Н., Зайцева И.Ю. Оценка коллекционных образцов ячменя на устойчивость к осмотическому стрессу // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. Т. 66, № 5. С. 40–44. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.66.5.40-44Kokina L.P., Shchennikova I.N., Zaitseva I. Yu. Otsenka kollektsionnykh obraztsov yachmenya na ustoichivost' k osmoticheskomu stressu [Estimation of collection barley samples for osmotic stress resistance] // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2018. T. 66, № 5. S. 40–44. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.66.5.40-44Морозов Н.А., Самсонов И.В., Панкратова Н.А. Оценка исходного материала ярового ячменя на адаптивность к засушливым условиям Ставропольского края // Зерновое хозяйство России. 2021. № 5(77). С. 29–34. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-77-5-29-34Morozov N.A., Samsonov I.V., Pankratova N.A. Otsenka iskhodnogo materiala yarovogo yachmenya na adaptivnost' k zasushlivym usloviyam Stavropol'skogo kraya [Estimation of the initial material of spring barley for adaptability to arid conditions of the Stavropol Territory] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2021. № 5(77). S. 29–34. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-77-5-29-34Юсова О.А., Николаев П.Н., Бендина Я.Б., Сафонова И.В., Аниськов Н.И. Стрессоустойчивость сортов ячменя различного агроэкологического происхождения для условий резко-континентального климата // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. Т. 181, № 4. С. 44–45.Yusova O.A., Nikolaev P.N., Bendina Ya. B., Safonova I.V., Anis'kov N.I. Stressoustoichivost' sortov yachmenya razlichnogo agroekologicheskogo proiskhozhdeniya dlya uslovii rezko-kontinental'nogo klimata [Stress resistance of barley varieties of different agroecological origin in the conditions of a sharply continental climate] // Trudy po prikladnoi botanike, genetike i selektsii. 2020. T. 181, № 4. S. 44–45.Marthandan V., Geetha R., Kumutha K., Renganathan V.G., Karthikeyan A., Ramalingam J. Seed Priming: A Feasible Strategy to Enhance Drought Tolerance in Crop Plants // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21(21), Article number: 8258. DOI: 10.3390/ijms21218258Marthandan V., Geetha R., Kumutha K., Renganathan V.G., Karthikeyan A., Ramalingam J. Seed Priming: A Feasible Strategy to Enhance Drought Tolerance in Crop Plants // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21(21), Article number: 8258. DOI: 10.3390/ijms21218258Mahalingam R., Duhan N., Kaundal R., Smertenko A., Nazarov T., Bregitzer P. Heat and drought induced transcriptomic changes in barley varieties with contrasting stress response phenotypes // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13, Article number: 1066421. DOI: 10.3389/fpls.2022.1066421Mahalingam R., Duhan N., Kaundal R., Smertenko A., Nazarov T., Bregitzer P. Heat and drought induced transcriptomic changes in barley varieties with contrasting stress response phenotypes // Frontiers in Plant Science. 2022. Vol. 13, Article number: 1066421. DOI: 10.3389/fpls.2022.1066421Sallam A., Alqudah A.M., Mona F.A. Dawood, Baenziger P. Stephen, Börner Andreas. Drought Stress Tolerance in Wheat and Barley: Advances in Physiology, Breeding and Genetics Research // International Journal of molecular scince. 2019. Vol. 20, Article number: 3137. DOI: 10.3390/ijms20133137Sallam A., Alqudah A.M., Mona F.A. Dawood, Baenziger P. Stephen, Börner Andreas. Drought Stress Tolerance in Wheat and Barley: Advances in Physiology, Breeding and Genetics Research // International Journal of molecular scince. 2019. Vol. 20, Article number: 3137. DOI: 10.3390/ijms20133137

The authors declare that there are no conflicts of interest present.